基于51单片机的无线温度控制系统设计

苏康友

本文介绍一种无线多点温度采集控制系统的设计和实现。本设计系统以STC89C52作为控制核心，采用传感器DS18B20进行实时温度检测，并通过无线收发芯片NRF24L01进行数据传输，从而实现温度数据的采集和无线远程监控。

【关键词】STC89C52 无线 温度传感器DS18B20

1 引言

随着社会的发展，温度的测量在工业领域和日常生活中变得越来越重要，对温度测量和控制也提出了更高的要求。在市场上很多的测温控制系统大多是采用有线连接的测温装置，主要由温度传感器、监控上位机和分线器等组成。它们之间的数据传输采用的有线电缆，而且大部分的温度装置都是单点测量，从而导致了温度检测数据传递不及时、精度不高的缺点，这些都不利于控制者根据温度的实时变化，从而及时地做出相应的调节；更最重要的一点是这种系统布线比较复杂、维护很困难、成本高。基于此，本文提出了一种以单片机STC89C52为控制芯片，无线射频芯片NRF24L01和集成温度传感器DS18B20的多路温度数据采集和控制系统。

2 系统组成

系统以STC89C52单片机作为控制核心，传感器DS18B20进行实时的温度采集，采集到的数据以无线收发芯片NRF24L01进行无线传送，并在上位机的液晶显示屏LCD128上显示该数据，从而进行温度调节，系统如图1与图2所示。

3 硬件设计

3.1 主控芯片

STC89C52单片机系统由单片机、时钟电路，复位电路组成（如图3所示），具有速度快，功耗低，性价比高的优点。

3.2 温度传感器DS18B20

3.2.1 DSl8B20内部结构

如图4所示。

3.2.2 DSl8B20有4个主要的数据部件：

（1）64位ROM：8位CRC和48位序列号。

（2）溫度灵敏元件。

（3）非易失性温度报警触发器TL、TH。

（4）配置寄存器，其各位定义如表1所示。

（5）以16位二进制补码进行读数，采用 0.062 5℃/LSB 形式表达，（如表2 DS18B20 中的温度传感器对温度的测量值）。

4 程序设计

4.1 主程序流程图

（1）发射端主要由STC89C52单片机最小系统、温度采集电路和无线发送模块NRF24L01组成。发射端程序流程图（如图5所示）。

（2）接收端由STC89C52单片机最小系统、液晶LCD128显示电路、无线收发芯片NRF24L01、报警电路组成。接收端程序流程图（如图6所示）。

4.2 子程序流程图

数字温度传感器DS18B20读温度程序（如图7所示）。

5 仿真

采用protues进行温度采集系统的仿真，确定温度采集系统的可行性（如图8）。

6 结语

本设计的无线温度控制系统不仅具有硬件结构简单、精确度高、成本低等特点，而且性能很稳定，特别适用于对测温精度要求较高，但是不宜进行有线传输的场合，可用于温室大棚无线测控，窑炉无线温度检测，高压接点无线测温等，应用前景非常广阔。

作者单位

广东白云学院 广东省广州市 510000